Активная нанооптика обеспечивает фотонную кожу

1769494437
2026-01-27 05:05:00

Черпая вдохновение из способности осьминогов адаптироваться, группа исследователей из Стэнфордского университета (США) и Падерборнского университета разработала тонкую пленкообразную платформу, способную динамически менять не только свой цвет, но и структуру поверхности. В будущем эту технологию можно будет использовать для интеллектуальных систем камуфляжа, гибких дисплеев, роботизированных систем или даже в биоинженерных приложениях, таких как целенаправленное манипулирование клетками. Результаты исследования теперь опубликованы в известном журнале Nature.

Эта концепция основана на относительно распространенной композитной полимерной пленке, содержащей материал полистиролсульфонат, который набухает под воздействием влаги и образует тонкие наноразмерные структуры. Младший профессор Николас Гюскен с кафедры физики Университета Падерборна объяснил: «Электронно-лучевая литография, которая используется в производстве полупроводников, может использоваться для точной предварительной обработки пленки, чтобы определенные области разбухали в разной степени. Это создает контролируемый рисунок поверхности, который появляется под воздействием влаги и меняется от глянцевого до матового в зависимости от содержания воды».

Структура поверхности влияет на рассеивание света и создает реалистичный визуальный результат. Кроме того, резонаторы Фабри-Перо использовались для генерации цветов в процессе, в котором металлические слои в полимерной пленке изменяют длину волны отраженного света в зависимости от толщины пленки. Это позволяет одноцветной пленке при попадании влаги трансформироваться в сложный красочный узор. Структуры обратимы: контроль содержания воды в окружающей среде приводит к тому, что поверхность либо возвращается в исходное плоское состояние, либо демонстрирует новые специфические узоры. Это позволяет фотонной коже соответствовать фону, как это делает осьминог. “Мы еще далеки от достижения полной сложности физиологии головоногих моллюсков с их сложным мышечным контролем и регулировкой в реальном времени. Эта работа приближает нас на шаг ближе к одной из их ключевых возможностей, которая моделирует не только цвет, но и текстуру поверхности в реалистичной манере”, – отметил ведущий автор Сиддхарт Доши, бывший аспирант Стэнфордского университета, который сейчас работает научным сотрудником в Калифорнийском технологическом институте.

Оригинальная публикация